Thoob plaws ntiaj teb, cov chaw tsim hluav taws xob tsim hluav taws xob tsim tawm txog 24 feem pua ntawm lub ntiaj teb hluav taws xob thiab muab ntau dua 1 billion tus neeg muaj zog. Lub ntiaj teb cov chaw tsim hluav taws xob tsim hluav taws xob tso tawm tag nrho ntawm 675,000 megawatts, lub zog sib npaug ntawm 3.6 billion barrels roj, raws li National Renewable Energy Laboratory. Muaj ntau tshaj 2,000 hydropower nroj tsuag ua hauj lwm nyob rau hauv lub tebchaws United States, ua hydropower lub teb chaws lub loj tshaj plaws renewable zog qhov chaw.
Hauv tsab xov xwm no, peb yuav ua tib zoo saib yuav ua li cas dej poob tsim lub zog thiab kawm txog lub voj voog hydrologic uas tsim cov dej ntws tseem ceeb rau hydropower. Koj tseem yuav pom qhov pom ntawm ib daim ntawv thov tshwj xeeb ntawm hydropower uas yuav cuam tshuam rau koj lub neej txhua hnub.
Thaum saib tus dej ntws los, nws nyuaj rau xav txog lub zog uas nws nqa. Yog tias koj tau ua dej dawb-dej rafting, ces koj tau hnov ib feem me me ntawm tus dej lub zog. Cov dej dawb-dej yog tsim raws li tus dej ntws, nqa cov dej ntau hauv toj siab, tsis muaj dab tsi los ntawm txoj kev nqaim. Raws li tus dej raug yuam los ntawm qhov qhib no, nws ntws nrawm. Kev nyab xeeb yog lwm qhov piv txwv ntawm kev quab yuam ntau npaum li cas ntawm cov dej tuaj yeem muaj.
Hydropower nroj tsuag siv dej lub zog thiab siv cov cuab yeej siv yooj yim los hloov lub zog ntawd rau hauv hluav taws xob. Hydropower nroj tsuag yog tiag tiag raws li ib tug yooj yim lub tswv yim - dej ntws los ntawm lub pas dej ua ke tig ib tug turbine, uas tig ib tug generator.
Ntawm no yog cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm ib qho kev cog lus hydropower:
Cov ncej uas txuas lub turbine thiab generator
Dam - Feem ntau cov chaw tsim hluav taws xob tso siab rau lub pas dej uas tuav dej rov qab, tsim kom muaj lub pas dej loj. Feem ntau, lub pas dej no siv los ua lub pas dej ua si, xws li Lake Roosevelt ntawm Grand Coulee Dam hauv Washington State.
Kev nkag mus - Cov rooj vag ntawm lub pas dej qhib thiab lub ntiajteb txawj nqus rub cov dej los ntawm cov penstock, ib lub raj xa mus rau lub turbine. Cov dej ua kom siab thaum nws ntws los ntawm cov yeeb nkab no.
Turbine - Cov dej tawm tsam thiab tig cov hniav loj ntawm lub turbine, uas txuas nrog lub tshuab hluav taws xob saum toj ntawm nws los ntawm txoj kev ntawm lub tog raj kheej. Feem ntau hom turbine rau cov nroj tsuag hydropower yog Francis Turbine, uas zoo li ib tug loj disc nrog nkhaus hniav. Lub turbine tuaj yeem hnyav li 172 tons thiab tig ntawm tus nqi ntawm 90 revolutions ib feeb (rpm), raws li lub Foundation for Water & Energy Education (FWEE).
Generators - Raws li cov turbine hniav tig, yog li ua cov hlau nplaum hauv lub tshuab hluav taws xob. Cov hlau nplaum loj rotate yav dhau los tooj liab coils, ua alternating tam sim no (AC) los ntawm kev txav electrons. (Koj yuav kawm ntxiv txog yuav ua li cas lub tshuab hluav taws xob ua haujlwm tom qab.)
Transformer - Lub transformer nyob rau hauv lub hwj chim siv lub AC thiab converts nws mus rau siab dua-voltage tam sim no.
Cov kab hluav taws xob - Tawm ntawm txhua lub tshuab hluav taws xob tuaj txog plaub lub xov tooj: peb theem ntawm lub zog tsim tawm ib txhij ntxiv rau qhov nruab nrab lossis hauv av uas muaj rau tag nrho peb. (Nyeem Yuav Ua Li Cas Fais Fais Fais Faib Fais Fab Ua Haujlwm kom paub ntau ntxiv txog kev xa hluav taws xob.)
Outflow - Cov dej siv yog nqa los ntawm cov kav dej, hu ua tailraces, thiab rov nkag mus rau tus dej hauv qab.
Cov dej hauv lub reservoir yog suav tias yog lub zog khaws cia. Thaum cov rooj vag qhib, cov dej ntws los ntawm cov penstock ua lub zog kinetic vim nws nyob hauv kev txav. Tus nqi hluav taws xob uas tsim tawm yog txiav txim los ntawm ntau yam. Ob ntawm cov yam ntxwv no yog qhov ntim ntawm cov dej ntws thiab tus nqi ntawm lub taub hau hydraulic. Lub taub hau hais txog qhov kev ncua deb ntawm cov dej saum npoo av thiab cov turbines. Raws li lub taub hau thiab ntws nce, yog li cov hluav taws xob generated. Lub taub hau feem ntau yog nyob ntawm tus nqi ntawm cov dej hauv lub reservoir.
Muaj lwm hom hydropower plant, hu ua pumped-storage plant. Nyob rau hauv ib tug pa hydropower nroj tsuag, cov dej los ntawm lub reservoir ntws los ntawm cov nroj tsuag, tawm thiab nqa mus rau kwj. Ib tsob nroj cog-kho muaj ob lub reservoirs:
Upper reservoir - Zoo li ib qho chaw cog khoom siv hluav taws xob, lub pas dej ua ke tsim ib lub reservoir. Cov dej nyob rau hauv lub reservoir no ntws los ntawm lub hydropower cog los tsim hluav taws xob.
Lower reservoir - Cov dej tawm ntawm cov nroj tsuag hydropower ntws mus rau hauv lub reservoir qis dua tsis rov nkag mus rau tus dej thiab ntws mus rau hauv qab.
Siv lub reversible turbine, cov nroj tsuag tuaj yeem tso dej rov qab mus rau lub reservoir sab saud. Qhov no yog ua tiav nyob rau hauv lub sij hawm off-peak. Qhov tseem ceeb, qhov thib ob reservoir refills lub sab sauv reservoir. Los ntawm kev tso dej rov qab mus rau lub reservoir sab saud, cov nroj tsuag muaj dej ntau los tsim hluav taws xob thaum lub sij hawm ntawm kev noj ntau tshaj.
Lub Generator
Lub plawv ntawm hydroelectric fais fab nroj tsuag yog lub tshuab hluav taws xob. Feem ntau cov chaw tsim hluav taws xob muaj ntau lub tshuab hluav taws xob no.
Lub tshuab hluav taws xob, raws li koj xav tau, tsim hluav taws xob. Cov txheej txheem tseem ceeb ntawm kev tsim hluav taws xob hauv qhov no yog tig cov hlau nplaum hauv cov coils ntawm cov hlau. Cov txheej txheem no txav electrons, uas ua rau hluav taws xob tam sim no.
Hoover Dam muaj tag nrho ntawm 17 lub tshuab hluav taws xob, txhua qhov tuaj yeem tsim tau txog 133 megawatts. Tag nrho cov peev txheej ntawm Hoover Dam hydropower cog yog 2,074 megawatts. Txhua lub tshuab hluav taws xob yog ua los ntawm qee qhov hauv paus:
Thaum lub turbine tig, lub excitor xa hluav taws xob tam sim no mus rau lub rotor. Lub rotor yog ib tug series ntawm electromagnets loj uas tig mus rau hauv ib tug nruj-kho mob coil ntawm tooj liab hlau, hu ua stator. Qhov chaw sib nqus ntawm lub kauj thiab cov hlau nplaum tsim ib qho hluav taws xob tam sim no.
Hauv Hoover Dam, tam sim no ntawm 16,500 amps txav los ntawm lub tshuab hluav taws xob mus rau qhov hloov pauv, qhov chaw tam sim no nce mus txog 230,000 amps ua ntej xa mus.
Cov chaw tsim hluav taws xob siv hluav taws xob ua kom zoo dua ntawm qhov tshwm sim ib txwm muaj, cov txheej txheem txuas ntxiv - txheej txheem uas ua rau nag los poob thiab dej ntws. Txhua txhua hnub, peb lub ntiaj teb poob dej me me los ntawm cov huab cua raws li ultraviolet rays tawg cov dej molecules sib nrug. Tab sis tib lub sijhawm, cov dej tshiab tau tawm ntawm sab hauv ntawm lub ntiaj teb los ntawm kev ua volcanic. Tus nqi ntawm cov dej tsim thiab tus nqi ntawm cov dej poob yog hais txog tib yam.
Nyob rau hauv ib lub sij hawm, lub ntiaj teb tag nrho cov ntim dej yog nyob rau hauv ntau yam sib txawv. Nws tuaj yeem ua kua, xws li hauv dej hiav txwv, dej ntws thiab nag; khoom, raws li nyob rau hauv glaciers; los yog gaseous, xws li nyob rau hauv cov dej tsis pom vapor nyob rau hauv cov huab cua. Cov dej hloov pauv hais tias nws txav mus thoob ntiaj teb los ntawm cov cua ntws. Cua tam sim no yog tsim los ntawm kev ua cua sov ntawm lub hnub. Huab cua-tam sim no cycles yog tsim los ntawm lub hnub ci ntsa iab ntau dua ntawm txoj kab nruab nrab ntawm lwm qhov chaw ntawm lub ntiaj teb.
Lub voj voog huab cua tam sim no tsav lub ntiaj teb cov dej los ntawm lub voj voog ntawm nws tus kheej, hu ua hydrologic cycle. Raws li lub hnub heats kua dej, cov dej evaporates mus rau hauv vapor nyob rau hauv cov huab cua. Lub hnub heats huab cua, ua rau huab cua nyob rau hauv cov huab cua. Cov huab cua txias dua siab dua, yog li thaum dej vapor nce, nws txias, condensing rau hauv cov tee dej. Thaum cov tee dej txaus sib sau rau hauv ib cheeb tsam, cov tee dej yuav hnyav txaus kom poob rov qab rau lub ntiaj teb raws li nag lossis daus.
Lub voj voog hydrologic tseem ceeb rau cov nroj tsuag hydropower vim lawv nyob ntawm cov dej ntws. Yog tias tsis muaj nag los ze ntawm cov nroj tsuag, dej yuav tsis sau cov dej ntws. Yog tias tsis muaj dej sau cov kwj deg, cov dej tsawg ntws los ntawm cov chaw tsim hluav taws xob thiab hluav taws xob tsawg.
Lub tswv yim tseem ceeb ntawm hydropower yog siv lub zog ntawm cov kua txav mus los tig lub turbine hniav. Feem ntau, ib lub pas dej loj loj yuav tsum tau ua nyob rau hauv nruab nrab ntawm tus dej kom ua tau txoj haujlwm no. Ib qho kev tsim tshiab yog peev nyiaj rau lub tswv yim ntawm hydropower ntawm ib qho me me los muab hluav taws xob rau cov khoom siv hluav taws xob portable.
Tus neeg tsim khoom Robert Komarechka ntawm Ontario, Canada, tau los nrog lub tswv yim ntawm kev tso cov tshuab hluav taws xob me me rau hauv cov khau khau. Nws ntseeg tias cov micro-turbines no yuav tsim hluav taws xob txaus rau lub zog yuav luag txhua yam khoom siv. Nyob rau lub Tsib Hlis 2001, Komarechka tau txais patent rau nws cov cuab yeej siv ko taw tshwj xeeb.
Muaj ib txoj hauv kev yooj yim rau peb taug kev li cas: ko taw ntog-rau-ntiv taw thaum txhua kauj ruam. Thaum koj ko taw tsaws rau hauv av, lub zog raug coj los ntawm koj pob taws. Thaum koj npaj rau koj cov kauj ruam tom ntej, koj dov koj ko taw mus rau pem hauv ntej, yog li lub zog hloov mus rau pob ntawm koj ko taw. Komarechka pom meej pom lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev taug kev thiab tau tsim ib lub tswv yim los siv lub zog ntawm qhov kev ua ub no txhua hnub.
Muaj tsib ntu rau Komarechka's "ko taw nrog hydroelectric generator sib dhos," raws li tau piav qhia hauv nws daim ntawv pov thawj:
Cov kua dej - Lub kaw lus yuav siv cov kua hluav taws xob ua hluav taws xob.
Lub hnab ntim cov kua dej - Ib lub hnab ntim rau hauv pob taws thiab lwm qhov hauv cov ntiv taw ntawm cov khau.
Conduits - Conduits txuas txhua lub hnab mus rau microgenerator.
Turbine - Raws li cov dej txav rov qab mus rau hauv ib leeg, nws txav cov hniav ntawm lub me me turbine.
Microgenerator - Lub tshuab hluav taws xob nyob nruab nrab ntawm ob lub hnab ntim dej, thiab suav nrog lub tshuab hluav taws xob, uas tsav lub ncej thiab tig lub tshuab hluav taws xob.
Raws li ib tug neeg taug kev, qhov compression ntawm cov kua hauv lub hnab nyob rau hauv lub khau lub pob taws yuav yuam kom cov kua dej los ntawm cov kav dej thiab mus rau hauv lub tshuab hluav taws xob hluav taws xob. Raws li tus neeg siv taug kev txuas ntxiv mus, lub pob taws yuav raug lifted thiab downward pressure yuav raug exerted ntawm lub hnab hauv qab lub pob ntawm tus neeg ko taw. Lub zog ntawm cov kua yuav tig lub rotor thiab ncej los tsim hluav taws xob.
Ib lub qhov (socket) sab nrauv yuav muab los txuas cov xov hlau mus rau lub cuab yeej nqa tau. Ib chav tswj fais fab tso zis kuj tseem tuaj yeem muab los hnav ntawm tus neeg siv txoj siv. Cov khoom siv hluav taws xob tuaj yeem txuas mus rau qhov chaw tswj fais fab no, uas yuav muab cov khoom siv hluav taws xob tsis tu ncua.
"Nrog qhov nce ntawm cov roj teeb uas siv tau, cov khoom siv tau yooj yim," patent nyeem, "yuav tsum muaj kev xav tau ntau ntxiv los muab cov khoom siv hluav taws xob ntev, hloov tau, muaj txiaj ntsig zoo." Komarechka cia siab tias nws lub cuab yeej yuav raug siv rau lub zog siv lub khoos phis tawj, xov tooj ntawm tes, CD player, GPS txais thiab xov tooj cua ob txoj kev.
Post lub sij hawm: Lub Xya hli ntuj-21-2022
